一种基于与非锥簇架构FPGA输入交叉互连设计优化-电子与信息学报.PDFVIP

第 38 卷第 9 期 电 子 与 信 息 学 报 Vol.38No.9 2016 年 9 月 Journal of Electronics Information Technology . Setp. 2016 一种基于与非锥簇架构FPGA 输入交叉互连设计优化方法 黄志洪①② 李 威① 杨立群①② 江政泓①② 魏 星①② 林 郁① 杨海钢*① ①(中国科学院电子学研究所 北京 100190) ②(中国科学院大学 北京 100190) 摘 要：该文针对与非锥(And-Inverter Cone, AIC)簇架构 FPGA 开发中面临的簇面积过大的瓶颈问题，对其输 入交叉互连设计优化进行深入研究，在评估优化流程层次，首次创新性提出装箱网表统计法对 AIC 簇输入和反馈 资源占用情况进行分析，为设计及优化输入交叉互连结构提供指导，以更高效获得优化参数。针对输入交叉互连 模块，在结构参数设计层次，首次提出将引脚输入和输出反馈连通率分离独立设计，并通过大量的实验，获得最 优连通率组合。在电路设计实现层次，有效利用 AIC 逻辑锥电路结构特点，首次提出双相输入交叉互连电路实现。 相比于已有的 AIC 簇结构，通过该文提出的优化方法所得的 AIC 簇自身面积可减小 21.21%，面积制约问题得到 了明显改善。在实现MCNC 和 VTR 应用电路集时，与 Altera 公司的 FPGA 芯片 Stratix IV(LUT 架构)相比， 采用具有该文所设计的输入交叉互连结构的 AIC 架构 FPGA，平均面积延时积分别减小了48.49%和 26.29%；与 传统 AIC 架构 FPGA 相比，平均面积延时积分别减小了 28.48%和 28.37%，显著提升了 FPGA 的整体性能。 关键词：与非锥(AIC); AIC 簇；装箱网表统计法；连通率；分类独立设计；双相输入交叉互连 中图分类号： TN402 文献标识码：A 文章编号：1009-5896(2016)09-2397-08 DOI: 10.11999/JEIT151216 An Input Crossbar Optimisation Method for And-inverter Cone Based FPGA ①② ① ①② ①② HUANG Zhihong LI Wei YANG Liqun JIANG Zhenghong ①② ① ① WEI Xing LIN Yu YANG Haigang ① (Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China) ② (University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China) Abstract: In order to break through the bottleneck of the huge cl